[发明专利]包含包括多个探头的阵列的用于模拟电磁环境的系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于产生电磁环境的系统，该系统包括至少一个探头网络，用于向测试区域发射电磁辐射以测试位于该测试区域中的被测试对象。被测试对象包括至少一个天线。发射探头的网络构造可变换成接收探头的网络构造。

背景技术

用于产生电磁环境的该系统的应用领域是测试各种各样的被测试对象，包括可被单独或同时接入的一个或多个天线，所述天线可连接至或可不连接至一个或多个集成接收器或发射器。例如，这些被测试对象可以是移动电话（所谓的“无线”设备），或与一个或多个板载接收器相关联的任何其它民用天线设备、航空或军用应用。例如，本领域技术人员已知的测试类型涉及对具有多个输入和多个输出的所谓的“MIMO（多输入多输出）”设备的表征。

因此，寻求通过使被测试对象经受来自探头的各种电磁辐射来测试该被测试对象的可能性，所述探头例如是成角度地分布在测试区域周围。

提供至少一个信号发生器来产生一个或多个射频信号（RF信号）。该信号发生器例如可以是在离散频率下产生RF信号的网络分析器或频率合成器、根据通信协议产生经调制的RF信号的无线电通信测试器、或任何其它RF信号源。提供至少一个信号接收器来接收一个或多个射频信号。该信号接收器在网络分析器或无线电通信测试器之类的情况下可被集成到信号发生器中，或者在与频率合成器相关联的接收器之类的情况下远离该发生器定位。利用接收器，能够收集被测试对象的响应，从而能够在例如传输或通信质量方面评估被测试对象。

使用了信道仿真器，以便能够通过一个或多个信道对来自信号发生器的射频信号进行多路复用和变换。每个信道的信号以传导模式被传输至探头，该探头将该信号向测试区域辐射。利用信道仿真器，例如，能够针对每个信道独立地改变探头所发射的信号的相位、幅值、频率以及组时间。探头可具有单个圆极化或线性极化，或两个正交的极化。为了在每个探头极化下单独地发射信号，并且在必要时与其它探头的其它极化不同，每个探头极化可与信道相关联，该探头通过该信道接收待发射的信号。

因此，由RF信号发生器和接收器、信道仿真器以及探头的网络组成的该测试系统可用于产生被测试对象在其正常使用期间在测试以外的真实环境中可能遇到的电磁环境。已知这样的设备，例如来自文献US-A-2008/0056340。

一般而言，已知为了校准用于产生电磁场景的系统，使用具有预先已知的响应并被放置在测试区域中心作为天线的不同偶极天线。

此类偶极天线具有窄频带的缺点，需要使用大数量的此类偶极天线来实现校准，而且此类偶极天线具有单个极化，在配备有双极化探头的网络的系统的情况下，需要针对每个频带在测试区域中心使用两个具有不同极化的偶极天线。

借助于利用放置在测试区域中心的已知偶极天线而由此进行的测量，修正每个信道的特性以使偶极天线的响应与预定义设置信号匹配。该修正的主要目的是，使每个信道的响应从信号发生器直至偶极天线在组时间、幅值以及相位响应方面统一。还已知，例如，本领域技术人员可使用具有磁环或磁槽的天线类型的天线来代替偶极天线。但后者具有与偶极天线的缺点相似的缺点。

因此，该校准时间长、复杂、费力且难以应用。

借助于偶极天线的该校准技术的另一主要缺点是缺少对实际探头网络的校准。实际上，利用偶极天线的该校准技术主要对应于信号发生器经由信道仿真器与探头网络直至偶极天线之间的传输路径的统一。这绝对不对应于探头网络本身的校准，探头网络本身的校准例如允许探头的每个极化的无线电轴的统一，在探头的每个极化的无线电轴的不统一的情况下，不可能保证借助探头网络的测量质量。

最终，借助于偶极天线的该校准技术的另一主要缺点是所应用修正的固有不稳定性。实际上，一旦利用该方法进行了校准，用于产生电磁场景的该系统就不具有随时间的稳定响应，这给对不同被测试对象进行的测量带来了问题，期望对被测试对象的反应的表征是相对于由探头发射的辐射的。这主要是因为如下事实：信道仿真器和实际信道包括有源微波频率元件，这些元件的响应随时间变化且根据温度变化（作为示例）。这通过在被测试对象的测得响应的一天期间的波动而显现：在该天的第一时间从第一信号对第一被测试对象进行的测试将给出第一被测试对象的第一响应，而在该天的第二时间从同样的第一信号对同样的第一被测试对象进行的同样的测试可能给出与第一响应不同且不可预测的第二响应。因此，这些测试是不可再现的，除非借助于偶极天线的校准在每天期间频繁地重复，这在测量速度方面成为一个大障碍。由于某些信道仿真器需要在每次启动时校准的事实，情况可能变得更糟糕。

发明内容